8 tácticas imprescindibles para el mecanizado médico de precisión

Descubra las técnicas preferidas para trabajar con aleaciones de acero inoxidable con base de níquel, cromo cobalto y titanio de grado médico.

Tornillos óseos, placas de fijación, implantes de cadera y rodilla:estas son solo algunas de las partes médicas difíciles que enfrentan algunos maquinistas todos los días. No solo las geometrías son complejas y las tolerancias ajustadas, sino que los metales en estos componentes también pueden hacer que incluso el maquinista más ambicioso se arrepienta de contratar horas extra.

Desafortunadamente, las cosas no se están poniendo más fáciles. Las empresas médicas y sus socios metalúrgicos están desarrollando continuamente materiales nuevos e innovadores, incluidos Ti-6Al-4V ELI (intersticiales extrabajos), Phynox y MP35N, junto con una gran cantidad de aleaciones patentadas.

La mayoría de estos materiales pertenecen a la categoría de superaleaciones resistentes al calor (HRSA). Traducción:estos metales se encuentran igualmente en casa en una columna vertebral como en el escape de una turbina de gas al rojo vivo.

Las herramientas de corte se desgastan rápidamente y es común hacer muescas en la profundidad de la línea de corte. El borde de acumulación (BUE), una bola de metal que se adhiere a la parte superior de la herramienta y, por lo general, astilla el borde de corte cuando se rompe, también es un problema frecuente.

Los fabricantes de herramientas de corte enfrentan el desafío médico

La buena noticia es que los fabricantes de herramientas de corte siguen el ritmo de estas extenuantes demandas. Mediante el desarrollo de nuevas y audaces geometrías de plaquitas, calidades de metal duro resistentes y recubrimientos superlubricantes, los maquinistas deberían poder domar incluso los metales más agresivos. Por supuesto, hay más en el mecanizado exitoso de HRSA que un buen carburo.

Los maquinistas también deben aplicar prácticas de mecanizado sólidas y trayectorias de herramientas programadas correctamente. Estas son las técnicas más importantes para la remoción efectiva de metal cuando se trabaja con aleaciones de grado médico:

1. Manténgase afilado y use recubrimiento PVD para sus herramientas .

Como regla general, las herramientas afiladas con recubrimiento de PVD funcionan mejor en toda la gama de superaleaciones de grado médico. No se conforme con revestimientos o grados de carburo de uso general. Los proveedores de herramientas de corte han desarrollado grados específicos para cada material de grado médico y debe aprovecharlos, especialmente en trabajos de larga duración o repetitivos.

Reserve tiempo para algunos cortes de prueba en cualquier material nuevo. Traiga a sus proveedores al lugar para que le ayuden con esto y siga sus consejos. Sobre todo, desarrolle un proceso predecible:es mucho mejor programar reemplazos prematuros de herramientas que esperar hasta que se rompan, dañando la pieza de trabajo, dañando la máquina herramienta o lesionando a su operador.

2. Sea agresivo con la velocidad de corte y la velocidad de avance para reducir la acumulación de filo .

Cuando las plaquitas no duran tanto como nos gustaría, muchos de nosotros tendemos a disminuir la velocidad de corte o reducir la velocidad de avance. Esto podría ser exactamente lo contrario de lo que se necesita.

Como regla general, los proveedores de herramientas de corte recomiendan un enfoque agresivo cuando las operaciones de mecanizado no van bien. Esto se debe a que empujar la herramienta con más fuerza a menudo mejora la formación de virutas, y las velocidades más altas del husillo generan más calor en el corte, lo que reduce el BUE.

3. Evite los cortes profundos con tácticas como el fresado trocoidal.

Las profundidades de corte ligeras a velocidades de avance más altas suelen ser más efectivas que los enfoques tradicionales de "acaparamiento" para la eliminación de metal.

Se prefieren las trayectorias trocoidales con compromiso de longitud completa (eje Z). Arco dentro y fuera del corte siempre que sea posible. Evite enterrar la herramienta en la esquina. Sabrá que hay un problema porque la máquina gemirá angustiada.

Programe un radio ligeramente mayor que el de la herramienta y regrese con una herramienta más pequeña para seleccionar las esquinas. Asegúrate de sacar las fichas del camino. Si escucha el ruido crujiente que se produce al volver a cortar, es hora de buscar una herramienta astillada o rota.

4. Manténgase fiel (y rígido) con la configuración para aplicaciones médicas .

Las configuraciones rígidas son siempre una obviedad, pero son doblemente importantes con materiales difíciles. Evite el descentramiento de la herramienta abandonando los portaherramientas de tipo pinza y de bloqueo lateral en favor de los termorretráctiles o hidráulicos.

Mantenga las herramientas lo más cortas posible y considere reemplazar las prensas y mandriles mecánicos con sus primos hidráulicos. Reduzca ligeramente las mordazas del portabrocas y use mordazas de tornillo de banco con filo de cuchillo para aumentar el agarre. (Incluso el más mínimo movimiento al acaparar un bloque de cromo cobalto o titanio puede provocar un mal corte).

Recuerde que los portaherramientas deben reemplazarse cada pocos años y más a menudo con un uso intensivo.

5. Sea positivo con su ángulo de avance.

La mayoría de las herramientas rectificadas de precisión y recubiertas con PVD tienen filos de corte "afilados". Estupendo, pero un ángulo de avance positivo en la herramienta también es ventajoso, como el lado no utilizado de un diamante de 80 grados o una plaquita redonda, si es factible. Esto reducirá las muescas de profundidad de corte, pero a menudo lo obliga a retroceder con una herramienta capaz de mecanizar el cuadrado de la esquina. Aún así, podría valer la pena, especialmente cuando se tornean aleaciones de níquel superresistentes o titanio "triple 5".

6. Manténgase fresco y mantenga esos refrigerantes de corte.

Es un hecho triste, pero algunas tiendas descuidan sus fluidos de corte. Puede salirse con la suya al cortar aluminio o acero dulce (aunque incluso entonces no es aconsejable). Con metales con alto contenido de cromo, níquel o cobalto, el fluido de corte desgastado conduce a una vida útil deficiente de la herramienta y resultados impredecibles.

Cada máquina herramienta CNC debe estar equipada con un skimmer para eliminar los aceites residuales. Los refrigerantes de corte deben revisarse periódicamente para determinar la concentración y los niveles de pH adecuados.

Si su tienda no tiene un succionador de sumidero, es hora de buscar uno. No solo reducirá el tiempo de inactividad asociado con la limpieza del sumidero, sino que también reducirá los costos de reciclaje. Además, considere una inversión adicional:fluido de corte de alta presión y filtración. Todo funciona mejor con refrigerante a alta presión.

7. Busque alternativas al uso de plaquitas de carburo recubiertas .

Si tiene problemas con el carburo revestido, podría ser el momento de "desnudarse". Las plaquitas sin recubrimiento a menudo producen mejores resultados con superaleaciones, especialmente en cortes de acabado.

Prueba también la cerámica. Muchos de estos insertos tienen "bigotes" reforzados de carburo de silicio y ofrecen velocidades de corte 10 veces mayores que las de carburo. Siempre déjelos secar y nunca use cerámica con titanio, ya que ambos reaccionan químicamente.

8. Comparta sus mejores prácticas de superaleaciones.

Mantenga buenos registros de lo que funciona y lo que no, y comparta lo que sabe con sus compañeros. El mecanizado médico de precisión es un trabajo importante, y los talleres que tienen éxito en él pueden abordar fácilmente trabajos aeroespaciales igualmente desafiantes.

Confiese:¿Se relaja empujando sus herramientas cuando una plaquita no dura tanto como le gustaría? Comparte tu experiencia.